薄膜晶体管、包括其的电子器件、和其制造方法技术

公开了薄膜晶体管、包括其的电子器件、和其制造方法。所述薄膜晶体管包括栅电极、半导体层、源电极、和漏电极。所述半导体层与所述栅电极重叠。所述源电极和所述漏电极电连接至所述半导体层。所述半导体层包括包含第一有机半导体材料的第一半导体层和包含第二有机半导体材料的第二半导体层。所述第二半导体层相比于所述第一半导体层与所述栅电极间隔得更远。所述第二有机半导体材料的HOMO能级不同于所述第一有机半导体材料的HOMO能级。

Thin film transistors, electronic devices including them, and manufacturing methods thereof

A thin film transistor, an electronic device including the thin film transistor, and a manufacturing method thereof are disclosed. The thin film transistor comprises a gate electrode, a semiconductor layer, a source electrode and a drain electrode. The semiconductor layer overlaps with the gate electrode. The source electrode and the leakage electrode are electrically connected to the semiconductor layer. The semiconductor layer comprises a first semiconductor layer comprising a first organic semiconductor material and a second semiconductor layer comprising a second organic semiconductor material. The second semiconductor layer is further spaced from the gate electrode than the first semiconductor layer. The HOMO level of the second organic semiconductor material is different from that of the first organic semiconductor material.

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管、包括其的电子器件、和其制造方法本申请要求2017年7月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0095367的优先权，将其全部内容引入本文作为参考。
公开薄膜晶体管、包括其的电子器件、和其制造方法。
技术介绍
平板显示器例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳显示器等包括一对产生电场的电极和介于其间的电光活性层。液晶显示器(LCD)包括液晶层作为电光活性层，和有机发光二极管(OLED)显示器包括有机发射层作为电光活性层。该对产生电场的电极之一通常连接至开关器件并接收电信号，并且电光活性层将电信号转变为光学信号且因此显示图像。平板显示器包括薄膜晶体管(TFT)三端子元件作为开关，并且其还包括传输用于控制薄膜晶体管的扫描信号的栅极线和传输待施加至像素电极的数据信号的数据线。在薄膜晶体管之中，已经积极地研究了包括有机半导体例如低分子化合物或聚合物代替无机半导体例如硅(Si)的有机薄膜晶体管(OTFT)。
技术实现思路
一些实例实施方式提供能够实现改进的性能的薄膜晶体管。一些实例实施方式提供制造所述薄膜晶体管的方法。根据一些实例实施方式，薄膜晶体管包括栅电极、与所述栅电极重叠的半导体层、以及电连接至所述半导体层的源电极和漏电极。所述半导体层包括第一半导体层和第二半导体层。所述第一半导体层包括第一有机半导体材料。所述第二半导体层相比于所述第一半导体层与所述栅电极间隔得更远。所述第二半导体层包括第二有机半导体材料。所述第二有机半导体材料的HOMO能级不同于所述第一有机半导体材料的HOMO能级。在一些实例实施方式中，所述第二有机半导体材料的HOMO能级可高于所述第一有机半导体材料的HOMO能级。在一些实例实施方式中，所述第二有机半导体材料的HOMO能级可比所述第一有机半导体材料的HOMO能级高至少约0.2eV。在一些实例实施方式中，所述第一有机半导体材料的HOMO能级可为约4.8eV-约5.3eV，和所述第二有机半导体材料的HOMO能级可为约5.2eV-约5.6eV。在一些实例实施方式中，所述第一半导体层可比所述第二半导体层厚。在一些实例实施方式中，所述源电极和所述漏电极可接触所述第二半导体层的上表面。在一些实例实施方式中，所述薄膜晶体管可进一步包括在所述栅电极和所述半导体层之间的栅绝缘层，并且所述第一半导体层的下表面可接触所述栅绝缘层。在一些实例实施方式中，所述第一半导体层和所述第二半导体层可具有相同的平面形状。在一些实例实施方式中，所述第一有机半导体材料的电荷迁移率可高于所述第二有机半导体材料的电荷迁移率。在一些实例实施方式中，所述第一有机半导体材料和所述第二有机半导体材料可各自包括稠合多环杂芳族化合物。在一些实例实施方式中，所述第一有机半导体材料的稠合多环杂芳族化合物可包括8个或更多个稠合的环，和所述第二有机半导体材料的稠合多环杂芳族化合物可包括少于8个稠合的环。根据一些实例实施方式，制造薄膜晶体管的方法包括形成栅电极，在所述所述栅电极上形成半导体层，以及形成连接至所述半导体层的源电极和漏电极。所述半导体层的形成包括形成包括第一有机半导体材料的第一半导体层和在所述第一半导体层上形成包括第二有机半导体材料的第二半导体层，且所述第一有机半导体材料的HOMO能级和所述第二有机半导体材料的HOMO能级不同。在一些实例实施方式中，所述第二有机半导体材料的HOMO能级可高于所述第一有机半导体材料的HOMO能级。在一些实例实施方式中，所述第二有机半导体材料的HOMO能级可比所述第一有机半导体材料的HOMO能级高至少约0.2eV。在一些实例实施方式中，所述第一有机半导体材料的HOMO能级可为约4.8eV-约5.3eV，和所述第二有机半导体材料的HOMO能级可为约5.2eV-约5.6eV。在一些实例实施方式中，所述源电极和漏电极的形成可在所述半导体层的形成之后进行。所述源电极和所述漏电极的形成可包括在所述第二半导体层上形成导电层和使用蚀刻溶液蚀刻所述导电层。所述第二有机半导体材料的HOMO能级可高于所述蚀刻溶液的氧化电势。在一些实例实施方式中，所述第二有机半导体材料的HOMO能级可高于所述蚀刻溶液的氧化电势，和所述第二有机半导体材料的HOMO能级可小于或等于约5.6eV。在一些实例实施方式中，所述第一有机半导体材料的HOMO能级可低于所述蚀刻溶液的氧化电势。在一些实例实施方式中，所述第一有机半导体材料的HOMO能级可高于或等于约4.8eV，和所述第一有机半导体材料的HOMO能级可低于所述蚀刻溶液的氧化电势。在一些实例实施方式中，所述半导体层的形成可包括形成用于第一半导体层的第一薄膜，形成用于第二半导体层的第二薄膜，以及同时蚀刻所述第一薄膜和所述第二薄膜。根据一些实例实施方式，电子器件包括所述薄膜晶体管。可实现具有高的性能的薄膜晶体管。附图说明图1为显示根据一些实例实施方式的薄膜晶体管的横截面图，和图2-10为显示图1的薄膜晶体管的制造方法的横截面图。具体实施方式下文中将详细描述实例实施方式，并且其可由具有相关领域中的普通知识的人员容易地进行。然而，本公开内容可以许多不同的形式体现并且将不被解释为限于本文中描述的实施方式。当未另外提供定义时，“取代(的)”指的是化合物或基团的氢被如下代替：卤素原子(F、Br、Cl、或I)、羟基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨基甲酰基、巯基、酯基、羧基或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C6-C30芳基、C7-C30芳烷基、C1-C30烷氧基、C1-C20杂烷基、C3-C20杂芳烷基(杂芳基烷基)、C3-C30环烷基、C3-C15环烯基、C6-C15环炔基、C2-C30杂环烷基、及其组合。如本文中使用的，当未另外提供具体定义时，“杂”指的是包括1-3个选自N、O、S、Se、和P的杂原子。在附图中，为了清楚，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中相同的附图标记始终表示相同的元件。将理解，当一个元件例如层、膜、区域、或基底被称作“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者也可存在中间元件。相反，当一个元件被称作“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。下文中，HOMO能级是作为距离真空能级的绝对值表示的。此外，当HOMO能级被称作“深的”、“高的”或“大的”时，HOMO能级具有基于真空能级的“0eV”的大的绝对值，而当HOMO能级为“浅的”、“低的”或“小的”时，HOMO能级具有基于真空能级的“0eV”的小的绝对值。下文中，氧化还原电势是作为绝对值表示的。当氧化还原电势被描述为“高的”或“大的”时，氧化还原电势具有大的绝对值，而当氧化还原电势被描述为“低的”或“小的”时，氧化还原电势具有小的绝对值。下文中，描述根据一些实例实施方式的薄膜晶体管。图1为显示根据一些实例实施方式的薄膜晶体管的横截面图。参照图1，根据一些实例实施方式的薄膜晶体管包括基底110、栅电极124、栅绝缘层140、半导体层154、源电极173、和漏电极175。基底110可为例如透明玻璃、绝缘基底例如聚合物、或硅晶片。所述聚合物可包括例如聚对苯二甲酸乙二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.薄膜晶体管，其包括栅电极，与所述栅电极重叠的半导体层，所述半导体层包括第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层包括第一有机半导体材料，所述第二半导体层相比于所述第一半导体层与所述栅电极间隔得更远，所述第二半导体层包括第二有机半导体材料，和所述第二有机半导体材料的HOMO能级不同于所述第一有机半导体材料的HOMO能级；以及电连接至所述半导体层的源电极和漏电极。

【技术特征摘要】
2017.07.27 KR 10-2017-00953671.薄膜晶体管，其包括栅电极，与所述栅电极重叠的半导体层，所述半导体层包括第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层包括第一有机半导体材料，所述第二半导体层相比于所述第一半导体层与所述栅电极间隔得更远，所述第二半导体层包括第二有机半导体材料，和所述第二有机半导体材料的HOMO能级不同于所述第一有机半导体材料的HOMO能级；以及电连接至所述半导体层的源电极和漏电极。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述第二有机半导体材料的HOMO能级高于所述第一有机半导体材料的HOMO能级。3.如权利要求2所述的薄膜晶体管，其中所述第二有机半导体材料的HOMO能级比所述第一有机半导体材料的HOMO能级高至少0.2eV。4.如权利要求2所述的薄膜晶体管，其中所述第一有机半导体材料的HOMO能级为4.8eV-5.3eV，和所述第二有机半导体材料的HOMO能级为5.2eV-5.6eV。5.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述第一半导体层比所述第二半导体层厚。6.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述源电极和所述漏电极接触所述第二半导体层的上表面。7.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其进一步包括：在所述栅电极和所述半导体层之间的栅绝缘层，其中所述第一半导体层的下表面接触所述栅绝缘层。8.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述第一半导体层和所述第二半导体层具有相同的平面形状。9.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述第一有机半导体材料的电荷迁移率高于所述第二有机半导体材料的电荷迁移率。10.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述第一有机半导体材料和所述第二有机半导体材料各自包括稠合多环杂芳族化合物。11.如权利要求10所述的薄膜晶体管，其中所述第一有机半导体材料的稠合多环杂芳族化合物包括8...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔雅净，咸硕圭，朴正一，李容旭，郑钟元，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR